«Итог – то, что кораллы сделают скалу даже при неблагоприятных условиях», сказал Пол Г. Фальковский, выдающийся преподаватель, который ведет Экологическую Биофизику и Молекулярную Лабораторию Экологии в Rutgers University-New Brunswick. «Они, вероятно, сделают скалу, как раз когда океан становится немного кислым от горения ископаемого топлива».Команда Rutgers, включая ведущего автора Стэнисласа Фон Эува, товарища постдиссертации в лаборатории Фальковского, детализирует свои результаты в новаторском исследовании, опубликованном онлайн сегодня в журнале Science.
Используя подход материаловедения, команда выявила несколько высокотехнологичных методов отображения, чтобы показать, что кораллы используют богатые кислотой белки, чтобы построить очень твердые скелеты, сделанные из полезных ископаемых карбоната кальция.«Что мы показываем, то, что старая десятилетиями общая модель для того, как кораллы делают скалу, неправильная», сказал Фальковский. «Это очень тщательное исследование очень точно показывает, что кораллы спрячут белки, и белки – то, что действительно формирует минерал, и белки очень кислые, который удивит много людей».Кораллы – в основном колониальные организмы, которые питают сотни к сотням тысяч полипов (животные).
Рифы, построенные каменными мелководными коралловыми разновидностями, среди самых разнообразных экосистем в мире. Тысячи видов рыбы и другой морской жизни полагаются на рифы для выживания, и тысячи человеческих сообществ рассчитывают на рифы для еды, защиты и рабочих мест, по данным Национального управления океанических и атмосферных исследований.Но кораллы стоят перед несколькими экологическими угрозами по отдаленному: потенциально смертельно отбеливая от глобального потепления и быстрых изменений температуры; питательное загрязнение; физическое разрушение коралловых рифов; и подкисление океана связалось с выделениями углекислого газа, сказал Фальковский.
Океан поглощает углекислый газ от горения ископаемого топлива и изменений в землепользовании, ведя, чтобы понизить pH и большую кислотность, согласно NOAA. Подкисление океана снижает уровни полезных ископаемых карбоната кальция во многих областях, которые будут, вероятно, препятствовать способности некоторых организмов создать и поддержать их раковины.Согласно исследованию Rutgers, есть две главных гипотезы о том, как каменные кораллы строят каменные скелеты. Каждый посредством в основном физических и химических процессов, и другой посредством биологически стимулируемого процесса.
Ученые Rutgers исследовали Stylophora pistillata – хорошо изученный каменный коралл, распространенный в Индо-Тихом-океане – использование 3D отображения ультрас высоким разрешением и 2-й спектроскопии ядерного магнитного резонанса (NMR). Они показали, что каменные кораллы ускоряют полезные ископаемые посредством биологически стимулируемого процесса.«Насколько я знаю, мы были уникальны в мире в использовании скоординированного набора методов, чтобы понять ультраструктуру коралловых скелетов», сказал Фальковский. Методы включали отображение Рамана и спектроскопию и микроскопию иона гелия просмотра.
Ученые нашли, что случайные наночастицы депонированы в коралловой микроокружающей среде, обогащенной в органическом материале. Наночастицы накапливают и формируют каменные структуры, сделанные из карбоната кальция – известный как арагонит – выращивая кристаллы. Результаты отображения NMR показывают, что коралл богатые кислотой белки является основными драйверами.
Белки функционируют на уровне pH (мера кислотности и щелочности) приблизительно 8,5 к 7, и, «что окружающая среда, им, все еще прекрасно подходит», сказал Фальковский. У океана обычно есть pH 8,1 или 8.2 и в ближайшем веке или так, чтобы мог спасть 7.8, но каменные кораллы все еще будут в состоянии сделать скалу.
«Для каменных кораллов мы довольно уверены, что проблема окисления преувеличена», сказал он. «Они более эластичны, чем мы даем им кредит на».